LPC1768 / ARM Cortex-M3微秒延遲

Question

我正在嘗試在裸機手臂環境（LPC1768）/ GCC中實現微秒的延遲。 我已經看到了使用SysTimer生成中斷的示例，該中斷然后在C中進行了一些計數（用作時基）

https://bitbucket.org/jpc/lpc1768/src/dea43fb213ff/main.c

但是在12MHz的系統時鍾上，我認為微秒級延遲不會很好地擴展。 基本上，處理器將花費所有時間來服務中斷。

是否可以在循環中查詢SYSTICK_GetCurrentValue的值，並確定在微秒內有多少滴答滴答聲，一旦滴答聲超過所計算的次數，就可以退出循環？

我寧願不為此使用單獨的硬件計時器（但如果沒有其他選擇，則會使用該計時器）

Answer 1

一種方法是僅使用循環來創建延遲，如下所示。 您需要校准您的因素。 一種更通用的方法是根據一些已知的時基來計算啟動因素。

#define CAL_FACTOR ( 100 )

void delay (uint32_t interval)
{
  uint32_t iterations = interval / CAL_FACTOR;

  for(int i=0; i<iterations; ++i)
  {
    __asm__ volatile // gcc-ish syntax, don't know what compiler is used
    (
      "nop\n\t"
      "nop\n\t"
      :::
    );
  }
}

Answer 2

此類事情不需要先中斷，您可以輪詢計時器，而無需因中斷而過度使用。 是的，這些示例使用中斷的原因，但這並不意味着這是使用計時器的唯一方法。

蓋·西頓（Guy Sirton）的回答是合理的，但我更喜歡匯編程序，因為我可以在時鍾周期內精確地控制它（只要沒有中斷或其他障礙物）。 計時器通常更容易一些，但是因為代碼更便於攜帶（更改處理器時鍾頻率，您必須使用計時器重新調整循環，有時您要做的就是更改初始化代碼以使用其他預分頻器，或更改一行以查找計算出的計數），並允許系統中發生中斷等。

在這種情況下，盡管您正在談論的是12MHz和1微秒，但這是12條指令，對嗎？ 放置12次。 或分支到一些匯編程序，例如10點或8點，以補償兩個分支上的管道沖洗。 計時器和中斷將消耗超過12個指令周期的開銷。 甚至輪詢一個循環中的計時器也會很草率。 計數器循環也可以工作，但是您需要了解分支成本並進行調整：

delay_one_ms:
mov r0,#3
wait:
sub r0,#1 @cortex-m3 means thumb/thumb2 and gas complains about subs.
bne wait
nop  @might need some nops to tune the loop accurately
nop
bx lr

調用此函數，使用gpio led或uart輸出和秒表在一個循環中進行了3000萬次，然后看到閃爍相隔30秒。

ldr r4,=uart_tx_register_address
mov r5,#0x55
again:
ldr r6,=24000000
str r5,[r4]
top:
bl delay_one_ms
sub r6,#1
bne top
str r5,[r4]
b again

實際上，由於我假設每個分支有2個時鍾，所以測試循環有3個時鍾，因此假設延遲總計為12個時鍾，因此每個循環15個時鍾，30秒為30,000,000微秒，理想情況下為3000萬個循環，但是我需要數字的12/15倍循環進行補償。 如果您的示波器的時基在某種程度上是准確的，或者至少與您希望的延遲一樣精確，則這會容易得多。

我還沒有自己研究過ARM的分支機構，否則我會對此發表評論。 這可能是兩個或三個時鍾。 因此mov是1，sub是bne的循環數的一倍。bne是說循環數的兩倍。 兩個代表分支，兩個代表返回。 5+（3 *圈）+點數= 12。 （3 * loops）+ nops = 7 loops是2，nops是1，是嗎？ 我認為將多個點連在一起會容易得多：

delay_one_ms:
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    bx lr

如果使用中斷，則可能需要刻錄一些其他指令以暫時禁用中斷。 如果您正在尋找“至少”一微秒，則不必擔心。

Answer 3

您可以在ARM處理器內部使用SYSTICK。 只需對其編程以每1uS計數一次，或者如果您有足夠的時鍾速度，則可以計數一次，然后循環執行直到您的延遲值到期。 像這樣：

void WaitUs(int us) {

    unsigned int cnt; 

    while(us-- >0) {
       cnt = STK_VAL; // get systick counter, ticking each 500nS
       while( (STK_VAL-cnt) < 2); // repeat till 2 ticks
    }
}

請記住，這是一個示例，您需要對其進行調整以實現計數器翻轉等。